基于二维相关谱的聚氯乙烯微塑料与菲衍生物吸附相互作用机制解析OA

微塑料(MPs)对多环芳烃(PAHs)及其衍生物的吸附行为,决定了二者在环境中的迁移归趋与复合生态毒性。针对PAHs取代基结构差异带来的吸附选择性与作用机制尚不明确的问题,该文以聚氯乙烯(PVC)微塑料为研究对象,采用宏观吸附实验,结合傅里叶变换红外(FTIR)光谱与二维相关光谱(2D-COS)技术,系统探究了PVC对菲及其衍生物的吸附特性与分子作用机理。宏观吸附实验结果表明,PAHs取代基结构对PVC的平衡吸附量具有显著影响,吸附过程以化学吸附为主,准二级动力学模型拟合效果最优;PVC对多数污染物的吸附行为符合Linear模型,其中氯菲与甲醛菲的Langmuir亲和系数显著偏高,表现出特异性相互作用特征。2D-COS光谱分析进一步揭示,PVC吸附菲的主导作用机制为PVC侧基与芳香环之间的Cl-π相互作用;取代基通过多种作用力动态调控PVC官能团的响应优先级:甲基可微调脂肪链段的响应时序,醛基通过形成C—H···O=C氢键改变吸附路径,氯原子借助诱导效应与空间位阻使C—H键优先响应,硝基则通过强场效应驱动PVC主链构象调整。该研究为水环境中PAHs-MPs复合污染的生态风险评估提供了科学理论依据。